辐射剂量学_魏志勇
辐射剂量学
辐射剂量学什么是辐射剂量学？辐射剂量学是研究辐射对生物体和环境的影响的科学。
它涉及测量辐射剂量、评估与辐射剂量相关的风险，并制定保护和控制策略。
辐射剂量学是核能、医学辐射、放射性废物管理以及任何可能损害人体健康的辐射源的管理和监控的基础。
辐射剂量的测量辐射剂量是指辐射能量传递给物质的程度。
辐射剂量的测量可以通过多种方法进行。
常用的方法包括使用辐射探测器进行直接测量，或者通过间接方法测量放射性同位素在物体中引起的化学、生物效应。
辐射剂量通常用单位「Gy」（戈瑞）来表示，1 Gy等于每千克物质所吸收的1焦耳辐射能量。
辐射剂量计辐射剂量计是用于测量辐射剂量的设备。
它可以用于监测辐射暴露水平，保护工作人员免受辐射的伤害。
常见的辐射剂量计包括：•个人剂量计：这是佩戴在个人身上的辐射剂量测量仪器，它用于监测工人在辐射环境中的辐射暴露水平。
•墙面剂量计：这是固定在工作场所墙上的辐射剂量测量仪器，用于评估工作场所的辐射水平。
•环境剂量计：这是监测周围环境的辐射剂量测量仪器，用于评估居住环境或自然环境的辐射水平。
使用辐射剂量计可以帮助我们了解辐射剂量的分布情况，并做出相应的保护措施。
辐射剂量的风险评估辐射剂量与生物体的风险之间存在一定的关系。
高剂量的辐射暴露会导致严重的伤害甚至死亡，而低剂量的辐射暴露可能引起长期的慢性健康问题。
辐射剂量的风险评估是评估与辐射剂量相关的潜在风险，如癌症、遗传突变等。
辐射风险评估是一个复杂的过程，涉及辐射剂量的测量和估算、生物效应的评估等。
根据不同的辐射源和不同的暴露情况，评估方法也会有所不同。
然而，无论何种评估方法，其目标都是为了保护人类和环境免受辐射的危害。
辐射剂量的保护与控制为了保护人类和环境免受辐射的危害，辐射剂量的保护与控制是必不可少的。
这包括以下几个方面：1.国际标准和准则：制定和遵守国际标准和准则，确保辐射活动的安全性，并保护人类和环境的利益。
2.辐射安全设施：建设和维护辐射安全设施，确保辐射活动在受控的环境中进行，减少对周围环境的影响。
深空条件下航天器内的辐射环境研究_魏志勇
从图 2 可以看出，α 粒子与物质作用主要产生 的次级粒子是电子，其次是 γ 射线、质子、中子及 其他由于核反应产生的碎片，而这些核反应碎片中 数量最多的是与靶材的原子序数相差不大的原子 核及其同位素，如靶材料为铝时产生的 26Mg、靶 材料为聚乙烯时产生的 12C、靶材料为水时产生的 16O 等。靶材的原子序数越高，产生次级粒子的种 类就越多，而低原子序数的材料次级粒子的种类就 相对越少。
重离子入射到靶物质中，初始粒子与靶原子发 生相互作用，如果发生核相互作用则初始粒子消 失，由次级粒子取代。所以初始粒子在靶中随着靶 厚度的增加而呈现衰减趋势。
φFe (x) = φFe (0) exp(− ∑Fe x) 式中： x 为深度单位，cm；f Fe (x) 为初始 Fe 离子 在 x 处的注量；f Fe (0) 为 Fe 离子的初始注量，在 本模拟中，f Fe (0) = 12.5 /cm2； ∑Fe 为宏观总截面。
从射程-能量关系来看，铝并不是最理想的辐 射防护材料。当高能粒子入射时，只有极少数的粒 子与材料发生核反应。除核反应外，粒子与物质相 互作用主要是通过与物质核外电子相互作用来损 失其大部分的能量，所以物质中单位质量的电子浓 度越大，其电子阻止本领就相对越强。聚乙稀和水 的电子浓度较铝大，所以其阻止本领要较铝强；而 液氢的电子浓度最大，其阻止本领也最强。低原子 序数材料对初级辐射的防护效果较好，现在广泛使 用的聚乙烯、聚苯乙烯等都因其含氢量高而受到航 天器材料设计者的偏爱。液氢的屏蔽效果较其他材 料都要好得多，但液氢由于是液体不能作为结构材 料使用，只能作为航天器内部的局部辐射防护材 料。
太阳质子事件随太阳活动表现出很强的不稳
这些危害尤其严重，遇到恶劣的辐射环境时，甚至 有可能威胁航天员的生命[1]。
放射治疗剂量学(090409Z7)生物医学工程专业
《放射治疗剂量学》教学大纲课程编号：090409Z7课程名称：《放射治疗剂量学》课程性质：考试课学分：2学分总学时：32学时理论学时：20学时实验学时：12学时先修课程：放射物理与防护、肿瘤放射物理学、核医学适用专业：生物医学工程参考教材：孙亮、李士骏主编电离辐射剂量学（第三版），中国原子能出版社，201（四）一、课程在培养方案中的地位、目的和任务放射治疗剂量学是研究放射剂量与人体之间相互作用规律及其机制的学科，并为物理师合理设计计划提供基本理论的一门基础学科。
本门课程的任务是掌握肿瘤放射治疗剂量学计算的基本概念，熟悉影响辐射剂量分布的因素，了解肿瘤放射治疗的基本概念及肿瘤放射治疗的基本方法。
开展这门课程是为了让学生确定放射治疗的剂量学精度，根据临床需要设计合理的治疗计划，并根据临床需要研究和改进放射治疗技术。
放射治疗作为肿瘤治疗常用手段之一，在治疗过程中占有重要的地位，约70%的肿瘤病人需要放射治疗。
剂量计算的精确度是保证放射治疗质量的基础。
为保证放射治疗的疗效，通常剂量计算精确度必须控制在5%以内。
欲达到此目的，开展放射治疗剂量学这门课程十分重要，快速准确的剂量计算是放疗的前提，掌握放疗治疗剂量的计算是放疗的重要发展方向。
二、课程教学的基本要求理论课教学要求使用多媒体和板书结合起来，讲授放射治疗剂量学的理论知识；实验课教学要求教师提前进行预实验，保证实验结果的可行性和准确性，让学生掌握实验技能，培养学生的科研思维和创新能力。
四、考核1.考核方式：考试2.成绩构成：理论考试成绩100%五、课程基本内容【理论课部分】第一章引言（一）目的要求:1.了解什么是“电离”；2.了解电离辐射是什么；3.了解电离辐射的主要来源是什么。
（二）教学时数：2学时（三）教学内容：1.电离辐射的定义和分类、电离辐射的来源2.电离辐射剂量学的意义和用途3.电离辐射剂量学的意义和用途（四）教学方法：课堂讲授法。
（五）教学手段：多媒体+板书。
辐射剂量学与辐射防护
辐射剂量学与辐射防护辐射剂量学与辐射防护辐射剂量学和辐射防护是在核能利用的过程中不可或缺的两个学科。
辐射剂量学主要研究辐射的物理和生物剂量效应，辐射防护则是为了防止辐射对人体造成损害而制定的防护措施。
一、辐射剂量学辐射剂量学是研究辐射剂量的分布和效应规律的学科，是核辐射防护的基础。
辐射剂量的单位是戈瑞(Gy)，表示每公斤物质受到的辐射的能量。
辐射剂量的计算需要考虑多种因素，包括放射源的性质、放射性物质的半衰期、辐射能量等。
辐射剂量可以分为内部剂量和外部剂量。
内部剂量来源于人体内部吸入或摄取放射性物质产生的辐射剂量，外部剂量则源于周围环境中的辐射源。
在实际应用中，还需要考虑不同辐射类型和不同生物组织的辐射效应，例如不同能量的X射线对不同组织的影响不同。
辐射效应包括急性效应和慢性效应，急性效应是指在短时间内受到大量辐射产生的生理效应，例如放射性疾病；慢性效应则是长时间接受低剂量辐射产生的生理效应，例如癌症等。
二、辐射防护辐射防护是为了保护人员、设备和环境不受辐射伤害而采取的防护措施。
它是在大规模核能利用开始之后逐步发展起来的新的科学技术分支。
辐射防护按照不同场合和目的可以分为以下几种：1.个人防护。
这是为了防止工作人员因受到辐射而导致的短期和长期的生理损害。
个人防护包括穿戴辐射防护服、佩戴防护眼镜、佩戴手套等。
2.环境防护。
环境防护主要针对核能利用过程中产生的辐射污染物的扩散和传播的防止。
环境防护包括采取污染物隔离措施、污染物清除措施和重建生态环境等。
3.建设防护。
建设防护是指在核能利用工程建设过程中，采取一系列技术措施，防止中子、γ射线等放射性粒子对工程建设人员造成辐射伤害，同时防止辐射源的扩散。
4.紧急防护。
在不幸的辐射事故中，紧急防护是保护公众和环境的重要手段。
紧急防护主要分为三个阶段：即事故初期、中期和后期处理。
在辐射防护中，有几个重要的技术手段需要特别提出：1.剂量率监测。
剂量率监测用于测量辐射场的剂量率，发现危险区域，及时采取措施减少辐射剂量。
辐射剂量学_魏志勇
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辐射剂量学的发展历程
• 我国目前已经建设了40多个PET中心，有 约60台（含在建）PET和PET/CT、100多 台复合线路SPECT。从数量上讲，我国 的PET和PET/CT占全球的5%，而混合型 的 PET(SPECT/CT 、 PET/CT) 占 全 球 的 10%；从设备的先进程度上讲，已经能 够紧跟国际新设备的更新速度。
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辐射剂量学的发展历程
• 而我国1998年核技术的非动力学应用创 造的经济价值只有150亿元人民币/年。 进入新世纪后，美国核技术产生的年产 值约为3500亿美元 (其中核能部分约占 20%，非核能部分约占80%)，日本约为 1500亿美元 (核能和非核能各占一半)。 而我国核技术应用产业为386亿人民币 (其中核能约86亿，非核能部分约为300 亿)。可以看出核技术已进入到人们的生 产生活中。
4
发展历史—— PET
• 1974年 ，PET瘤放射治疗
•X刀 肿瘤治疗学
医用电子直线加速器
BNCT
快中子治疗 HI
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National Institute of Radiological Sciences NIRS Heavy Ion Medical Accelerator in Chiba
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医学物理研究的交叉领域
电 场
磁 场 医学治疗
电磁波（微波,T射线,红外, 可见光,紫外,X,射线
医学诊断
射线（介子、如、强子、 电子、中子、P、d、α、重离子
解释生命现象
超声波
医学物理
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• Medical Physics is the branch of physics that is associated with the practice of medicine with the principles, methods and technologies of physics. • Medical physics is the application of physics(radiation) in the medical sciences
放射卫生学
人工辐射源的医学应用
放射诊断：透视、拍片
放射治疗：60Co、加速器、137Cs
放射性同位素示踪：14C、131I
电子显微镜 衍射分析、荧光分析
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Technologically Underdeveloped Nations
Sources of Radiation Exposure
Background 94.0%
Litter Boy（广岛） 当量1.25万吨
Fat Man（长崎） 当量2.2万吨
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核武器的四种杀伤因素和致伤特点
光辐射、冲击波、早期核辐射—瞬时 杀伤因素 放射性沾染—剩余核辐射，持续几天、 几周或更长，作用时间长，以其放射性 危害人员健康
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核爆炸（nuclear blast）
光辐射—烧伤（朝向，表浅，暴露部位）
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史上最可怕的核事故： 切尔诺贝利惊魂
1986年４月26日凌晨的 １点23分，前苏联乌克 兰的切尔诺贝利核电站 的一声爆炸，带来了人 类和平使用核能历史上 的一次最大的惨剧。
消除切尔诺贝利后遗症需要800年
目前，在切尔诺贝利核事故中参加救援的83.4
万人中，5.5万人丧生，7万人残疾。乌克兰共 有250万人因核事故而患各种疾病，其中包括 47.3万儿童。在核受害者中最常见的是甲状腺 疾病、造血系统障碍、神经系统疾病以及恶性 肿瘤等。 事故发生初期，6000平方公里土地无法使用， 400多个居民点成为无人区，600多所学校、 300多个企业被关闭。
铀(U)、钍(Th)、锕系 云南个旧锡矿，井下工人肺癌高发（氡 Rn及其子体） 本溪水洞，80年代中期氡及其子体浓度 远远超过国家铀矿或非铀矿井下限值 广东省阳江县，土壤中U、Th、镭（Ra） 含量较高 “两广”地区天然本底高100~150倍
辐射剂量学基础课件
环境科学和辐射剂量学的交叉研 究主要关注环境中辐射的来源、 传播和影响，有助于评估环境中 的辐射风险和制定相应的监测与 管理策略。
医学与辐射剂量学
医学与辐射剂量学的交叉研究主 要涉及放射治疗、放射诊断和医 学影像等领域，有助于提高医学 放射治疗和诊断的安全性和有效性。
辐射剂量学在医学和环境监测中的挑战与机遇
应用
闪烁计数器常用于测量X射线和γ射线等低能辐射，广泛应用于放射性 核素测量、环境辐射监测等领域。
半导体探测器
概述
半导体探测器是一种基于半导体材料特性的辐射剂量测量仪器，它利用半导体材料中电子和空穴的运动规律来测量辐 射剂量。
工作原理
半导体探测器内部装有半导体材料，当辐射进入探测器时，与半导体材料相互作用，产生电子和空穴对，这些电子和 空穴在电场作用下产生电流，通过测量这个电流即可推算出辐射剂量。
监测方法包括使用大气采样器和辐射剂量测量仪器等手段，采集大气中的放射性物质样品，测量其放射性活度和剂量率等参 数，并将监测结果与相关标准进行比较，判断是否符合安全要求。
土壤和地下水的辐射监测
土壤和地下水是核设施正常运行和核废料处 理过程中容易受到放射性物质污染的环境介 质。辐射剂量学可以通过监测土壤和地下水 的辐射水平，了解其放射性污染状况，评估 其对环境和公众的影响。
辐射剂量学在其他医学应用中的应用包括剂量测量方法的研究、辐射生物效应的研究、医学设备的剂 量学特性评估等方面。通过对这些领域进行深入研究和探索，可以为医学研究和临床实践提供更加科 学和可靠的依据。
05
辐射剂量学在环境监测中 的应用
核设施周围环境的辐射监测
核设施运行过程中产生的放射性物质 会释放到环境中，对周围环境产生辐 射影响。辐射剂量学可以通过监测核 设施周围环境的辐射水平，评估其对 环境和公众的影响，为核设施的安全 运行提供科学依据。
第三讲1：辐射剂量学基础
10
4
辐射防护与安全基础
在空气中照射量与吸收剂量的关系
在照射量为国际单位C/kg下有：
Da 33.85X
Da 8.6910 X
3
Gy
如果照射量X用伦琴为单位则有 : Gy
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辐射防护与安全基础
在空气中照射量率与吸收剂量率的关系
dQ X dm
照射量X的国际单位单位为C/kg，非法定单 位为伦琴（R）1R=106 R =103mR
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辐防护与安全基础 照射量率
就是单位时间内的照射量。
dX X dt
照射率的国际单位单位为(C/kg· 。非法定单 s) 位为伦琴每秒（R/s）
又叫间接电离粒子，是能够释放出直接电离粒子的非
带电粒子，如光子、中子等等。
无论在空间，还是在介质内部，凡电离辐射在其中通过、传 播以至经由相互作用发生能量传递的整个空间范围，称之
为电离辐射场。
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辐射防护与安全基础
二、辐射量和单位
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辐射防护与安全基础
比释动能率
就是单位时间内物质的比释动能
dK K dt
比释动能率的法定单位是戈/秒、戈/小 时等。它的非法定单位与吸收剂量率 单位相同。
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辐射防护与安全基础
照射量
定义：X或γ射线在单位质量的空气中击出的全部次级电子完 全被阻停时，在空气中产生一种符号的带电粒子（电子或正 离子）的总电荷量dQ。
【精品】第二章辐射剂量学
第二章辐射计量学主讲:张玲玲土木与环境工程学院课堂回顾一、辐射剂量学的基本量和单位放射性活度；照射量；照射量率；比释动能；吸收剂量；吸收剂量率；剂量当量；有效剂量当量；待积剂量当量；集体剂量当量；集体有效剂量；剂量当量负担和集体剂量当量负担二、与辐射防护有关的量与概念关键人群组；关键照射途径；关键核素；危险度；危害随机性效应；非随机性效应（确定性效应）；四、剂量限制体系辐射防护原则；基本限值；导出限值；管理限值导出限值定义：根据基本限值，通过一定的模式导出一个供辐射监测结果比较用的限值，这种限值称为导出限值。
引出导出限值的原因：辐射防护监测中，测量结果很少能直接用剂量当量来表示。
为了管理目的，主管部门或企业负责人可以根据最优化原则，对辐射防护有关的任何量制定管理限值。
必须严于基本限值或导出限值。
第二节电磁辐射的量度单位电磁辐射定义回顾电磁辐射是由同相振荡且相互垂直的电场与磁场在空间中以波的形式移动，其传播方向垂直于电场与磁场构成的平面，有效的传递能量和动量。
电场强度E磁场强度H一、电场强度E定义：是用来表示电场中各点电场的强弱和方向的物理量。
匀强电场中，场强公式是：E=U/d式中，U是电场中某点的电势d是沿电场线方向上的距离。
一般单位：V/m（伏/米）、mV/m（毫伏/米）、μV/m（微伏/米）。
表示电场干扰大小时：dB（分贝）微波领域，电磁场的强弱常用功率密度表示：W/cm2（瓦/厘米2）、mW/cm2（毫瓦/厘米2）、μW/cm2（微瓦/厘米2）二、磁场强度H定义：在任何磁介质中，磁场中某点的磁感应强度Ｂ与同一点上的磁导率u 的比值，称为该点的磁场强度。
定义式：H=B/u式中，B-磁感应强度u-磁导率单位：A/m（安/米）、mA/m（安毫/米）、μA/m（微安/米）三、射频电磁场高频与甚高频的电场强度单位：▪ V/m （伏/米）、mV/m （毫伏/米）、μV/m （微伏/米）、dB （分贝） 特高频单位：▪ W/cm 2（瓦/厘米2）、mW/cm 2（毫瓦/厘米2）、μW/cm 2（微瓦/厘米2） 四、其他常用的表示电磁辐射强度大小的单位1、功率 辐射功率越大，辐射出来的电、磁场强度越高，反之则小。
《辐射剂量学实验技术》课程教学大纲
《辐射剂量学实验技术》课程教学大纲课程编码： 10272070课程名称：辐射剂量学实验技术英文名称：Experimental technology of Radial Dosimetrics开课学期： 8学时/学分：20学时课程类型：选修课开课专业：放射医学专业选用教材：选编主要参考书：1.《医学放射生物学》，刘树铮主编（原子能出版社，1998，第2版）2.《核辐射物理学》，余孝忠编（原子能出版社，1998，第1版）3.《实用放射放射治疗物理学》，冯宁远、谢虎臣、史荣等主编（北京医科大学中国协和医科大学联合出版社，1998，第1版）4. 《现代肿瘤放射治疗学》，徐燮渊、俞受程、曾逖闻等主编（人民军医出版社，2000，第1版）5. 《肿瘤放射治疗技术》，胡逸民、杨定宇主编（北京医科大学、中国协和医科大学联合出版社，1999，第一版）6. 《电离辐射剂量学》，李士俊编（原子能出版社，1986，第2版）执笔人：陈大伟付宏斌贺强一.课程性质、目的与任务本课程为放射医学专业五年制本科生的专业选修课，是为培养适合社会需要的放射医学、放射诊断、核医学、放射卫生学及环境保护等行业高级人才而开设的一门课程，通过本课程的学习，可以使从事本行业的人才获得较为全面的辐射剂量测量的相关知识，特别是辐射剂量测量的各种方法的应用范畴及其优弊之处，从而为今后的进行辐射剂量测量的实际工建立坚实的基础。
二.各章节内容及学时分配第一章辐射剂量学基础（2学时）教学目的与要求通过对电离辐射的产生、与物质的相互作用和作用结果有初步的了解,为明确辐射剂量常用量的定义建立理论基础。
通过引入电离辐射的相关物理量,使学生了解这些物理量的定义和它们的各种单位以及这些单位之间的换算关系教学内容1.电离辐射2.辐射场的描述3.描述辐射与物质相互作用的量4.辐射剂量学量5.辐射防护学量考核要求了解:了解电离辐射的种类理解: 1、理解电离辐射产生的过程及其机制;2、辐射与物质相互作用的相关吾力量;掌握: 1、掌握各种辐射剂量学常用量的定义；2、掌握各种辐射剂量学常用量的各种单位及相互关系;第二章放射诊断X射线剂量测量方法（4学时）教学目的与要求了解低能放射诊断剂量测量的特点，着重掌握放射诊断剂量的测量方法。
《实用辐射防护与剂量学》书介
《实用辐射防护与剂量学》书介
《实用辐射防护与剂量学》一书是由中国疾病预防控制中心辐射防护与核安全医学所苏旭研究员主编，中国原子能出版社出版的一套大型专业书籍。
全书分基础篇和应用篇两部，共16章，3个附录，180 万字。
基础篇内容覆盖核辐射物理学基础、辐射防护基础、辐射生物学基础、放射剂量学基础、辐射测量方法、内、外照射剂量监测与估算、蒙特卡罗在剂量估算中的应用和3个附录；应用篇包括放射防护屏蔽设计、放射诊断、放射治疗和核医学中的辐射防护、辐射水平评价、源和环境监测、核与辐射事故医学应急、测量数据处理与统计分析等。
本书编写过程中，我们力求反映国内外辐射防护与剂量学的最新进展，特别是ICRP、IAEA、ISO、IEC、WHO、NCRP和CAC的最新资料。
内容上尽可能较完整地涵盖辐射防护与剂量学领域的各个方面。
在取材上，除必要的基础理论知识阐述外，并密切结合实际，选择实用价值较大、使用方便的数据、图表和公式。
本专著可供辐射防护与剂量学科研人员、辐射检测与评价科技工作者和辐射防护管理人员使用，也可作为辐射检测与评价的培训教材和大专院校相关专业的教学参考用书。
定价：330元/套(2册)
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放射治疗辐射剂量学
在治疗过程中，通过定期的影像学 检查和剂量监测，及时调整照射参 数，确保治疗的有效性和安全性。
放射治疗辐射剂量学在正常组织保护中的应用
1 2 3
保护关键器官
通过精确计算正常组织的耐受剂量，合理安排照 射野和剂量分布，以最大程度地减少对关键器官 的损伤。
降低并发症风险
通过优化放射治疗技术，降低正常组织的损伤程 度，从而减少并发症的发生风险，提高患者的生 活质量。
新型放射源和能量
研发新型放射源和能量，以实现对肿瘤的更有效 治疗和对正常组织的更好保护。
未来展望与研究方向
01
剂量学基础研究
深入研究剂量学的基本原理和技 术，为未来的技术发展奠定基础
。
03
个性化治疗研究
开展个性化放射治疗的研究，根 据患者的具体情况制定最合适的
治疗方案。
02
多学科交叉研究
加强放射治疗学、医学影像学、 生物学等学科的交叉研究，以推
放射治疗技术与方法
常规放疗
根据肿瘤大小和位置，给予固定 剂量的照射，主要用于早期肿瘤 的治疗。
立体定向放疗
利用先进的定位和照射技术，对 肿瘤进行高剂量、短疗程的治疗， 具有定位精确、剂量集中、损伤 小的优点。
调强放疗
通过调整照射野内各点的剂量强 度，使肿瘤得到均匀照射，同时 减少周围正常组织的损伤。
重要性及应用领域
重要性
精确的辐射剂量是保证放疗效果的关键，过少剂量可能无法控制肿瘤，过多剂 量则可能损伤正常组织。
应用领域
广泛应用于临床肿瘤放射治疗、放射生物学研究、放疗设备研发及质量保证等 领域。
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放射治疗辐射剂量学基础
电离辐射与物质相互作用
01
辐射剂量学基础课件
辐射防护与安全
辐射防护与安全是为了保护工作人员 和公众免受辐射危害而采取的措施。
辐射剂量学在辐射防护与安全中起到 关键作用，提供测量、评估和控制辐 射剂量的方法，确保工作人员和公众 的安全。
辐射防护与安全需要遵循国家和国际 标准，确保辐射源的安全管理和使用 。
在核设施周围区域以及放射性废物处理和 处置场所，辐射剂量学用于监测环境辐射 水平和评估其对生态系统的潜在影响。
02
辐射剂量学基础知识
辐射类型
电磁辐射
01
包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线和X射线等。
电离辐射
பைடு நூலகம்
02
包括质子、中子、电子、离子和光子等。
非电离辐射
03
包括无线电波、微波和可见光等。
放射诊断是通过放射线检查身体内部结构和病变 的方法。
2
放射诊断中使用的辐射剂量通常较低，但也需要 精确控制，以避免对正常组织造成损伤。
3
辐射剂量学在放射诊断中起到关键作用，确保图 像质量和患者安全。
核医学成像
核医学成像利用放射性核素标记的示踪剂在体内 分布的差异，进行疾病诊断和功能研究。
核医学成像中使用的辐射剂量较低，但需要精确 控制，以避免对周围正常组织造成损伤。
辐射单位
伦琴（R）
表示X射线和γ射线的辐射剂量，是国际单位制中的基本单位。
拉德（rad）
表示电离辐射剂量，是常用的单位。
希沃特（Sv）
表示全身剂量当量，是国际单位制中的基本单位。
人体对辐射的响应
急性辐射病
当人体受到大剂量辐射时，会出现恶心、呕吐、腹泻 等症状，严重时会导致死亡。
高能α粒子辐射屏蔽的蒙特卡罗模拟
高能α粒子辐射屏蔽的蒙特卡罗模拟
方美华;魏志勇;陈达
【期刊名称】《核技术》
【年(卷),期】2007(030)004
【摘要】本文应用蒙特卡罗方法模拟α粒子在不同材料(铝、聚乙烯、水、液氢)中的输运.根据得到的射程与能量关系及二次粒子种类和数量,评价不同材料对α粒子的屏蔽效果.得出如下结论:在空间辐射防护中,铝并不是最佳的防护材料;在含氢物质中,随着氢含量的增加,辐射防护能力有所提高;并且α粒子随入射深度的能量沉积曲线中出现了典型的布拉格峰.
【总页数】4页(P306-309)
【作者】方美华;魏志勇;陈达
【作者单位】南京航空航天大学材料科学与技术学院,南京,210016;南京航空航天大学航天学院,南京,210016;南京航空航天大学材料科学与技术学院,南京,210016【正文语种】中文
【中图分类】O571.33;R852.7
【相关文献】
1.基于嫦娥一号高能粒子数据的地球磁层屏蔽效应研究 [J], 王洁;秦刚
2.太阳同步轨道真空紫外光电倍增管的高能粒子屏蔽方法研究 [J], 余迎庆;王咏梅;付利平;孔春阳;李小银;王月
3.镍合金对γ辐射屏蔽的蒙特卡罗模拟 [J], 刘什敏
4.高能射线的屏蔽问题--一种中子辐射屏蔽计算的新方法 [J], 唐吉玉
5.空间重粒子入射屏蔽材料的蒙特卡罗模拟 [J], 荀明珠; 何承发; 郑玉展
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1.1核科学技术的发展 1.2辐射剂量学的发展历程 1.3辐射剂量学的研究对象、目标 及主要内容
1
发展历史—— X光
• 1895年，德国物理学 家伦琴发现X光。
2
发展历史——医用γ相机
• 1958 ，医用γ闪烁照 相机
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发展历史——头颅XCT
• 1972年 ，第一台头 颅XCT问世。
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辐射剂量学的发展历程
• 而我国1998年核技术的非动力学应用创 造的经济价值只有150亿元人民币/年。 进入新世纪后，美国核技术产生的年产 值约为3500亿美元 (其中核能部分约占 20%，非核能部分约占80%)，日本约为 1500亿美元 (核能和非核能各占一半)。 而我国核技术应用产业为386亿人民币 (其中核能约86亿，非核能部分约为300 亿)。可以看出核技术已进入到人们的生 产生活中。
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主要 内容
• 第九章 其他类型的辐射剂量计 （自修、 了解） • 第十章 生物剂量计（自修、了解） • 第十一章 * 外照射剂量学 (6) • 第十二章 Δ内辐射剂量学 (4) • 第十三章 Δ 空间辐射剂量学 (2) • 第十四章 氡剂量学 （自修、了解） • 第十五章 非电离辐射剂量学（自修、了 解）
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GSI 治 癌 装 置 1
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HIRFL发展规划
•RIB Production by
80MeV D+C--- n+235--238U or 80MeV D+ 238U >150 MeV P+238U or
•Linac Energy: 6—10 Mev/u
Linac Injector
RIB
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辐射剂量学的发展历程
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辐射剂量学 dosimetry
辐射剂量学是以射线与物质的相 互作用为基础,研究射线在介质中 能量转移、沉积的规律的科学.
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辐射计量学
radiometry
研究辐射场在空间、介质中的分 布和特性,辐射场的描述方法. 对辐射给予定量描述,辐射剂量学 基本量值测定方法的研究、量值 传递方法研究和常规量值传递工 作、模拟现场粒子谱。
• 核技术在医学诊断、治疗和放射性 药物这三个方面都有很广泛的应用. 美国政府规定,在设有200张病床以上 的医院必须设有核医疗设施,在90年 代初,在美国采用放射性药物的医院 就达7000多个,共有γ相机和单光子 断层扫描机11000多台,每年接收放射 性药物诊断和治疗的病人为2000万 人次,占人口的十分之一,全世界每年 有3亿～4亿人次。
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发展历史—— PET
• 1974年 ，PET(正电 子发射断层扫描）
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肿瘤放射治疗
•X刀 肿瘤治疗学
医用电子直线加速器
BNCT
快中子治疗 HI
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National Institute of Radiological Sciences NIRS Heavy Ion Medical Accelerator in Chiba
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主要 内容
• • • • • • • • 第一章* 射线与物质的相互作用 (16) 第二章* 电离辐射场(6) 第三章* 基本剂量学 (20) 第四章* 微剂量学及等效剂量 (8) 第五章 Δ腔室理论 (2) 第六章*电离室剂量计 (2) 第七章 半导体剂量计和热释光剂量计(2) 第八章 量热剂量计和化学剂量计 （自修、 了解）
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医学物理研究的交叉Байду номын сангаас域
电 场
磁 场 医学治疗
电磁波（微波,T射线,红外, 可见光,紫外,X,射线
医学诊断
射线（介子、如、强子、 电子、中子、P、d、α、重离子
解释生命现象
超声波
医学物理
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• Medical Physics is the branch of physics that is associated with the practice of medicine with the principles, methods and technologies of physics. • Medical physics is the application of physics(radiation) in the medical sciences
Medical physics（International)
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医学物理
• 目前的状况:医学物理是物理学和医学交叉的分枝 科学，将物理学的原理、方法和技术与医学结合 起来的一个交叉学科。 • 长远的发展:医学物理就是物理学在医学领域的应 用,不仅仅是将简单的物理方法,如人体物理指标、 参数测量，而且将量子论、相对论和统计物理原 理等等比较复杂的物理学方法与原理用于解析生 命与疾病现象。对生命体系科学研究正在由宏观 进入微观，由定性描述向定量分析，从认识表面 现象到分析机理本质纵深发展。
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师资力量
• 博士生导师 3人 • 教授 4 人 • 副教授 3 人 • 讲师、支承人员 4 人 • 聘用人员 其中博士学位50%;硕士以上学 位75%
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医学物理系科研工作
一、空间辐射研究 二、辐射生物效应及防护 三、辐射生物信息学 四、肿瘤放射治疗 五、核医学影像 六、辐射材料及辐射加工
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医学物理专业方向
1.医学物理师 2.辐射防护 3.放射生物学 4.肿瘤放射治疗 5.核医学影像
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辐射剂量学 dosimetry
《辐射剂量学》是我院医学物理 专业本科生教育的主干专业基础 课，是一个处于医学物理本科教 育培养环节中核心地位的重点课 程,起支撑作用。
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辐射剂量学 dosimetry
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辐射剂量学 dosimetry
辐射量（ radiation quantities) 辐射量包含三个方面的内容，一个是辐射计 量学量（radiometric quantities），这类物理 量基于辐射场的描述方法对辐射在空间、介 质中的分布和特性给予定量描述，第二类是 辐射剂量学量(dosimetric quantities)，这是一 类描述辐射能在介质中转移和沉积的物理量， 第 三 类 为 辐 射 防 护 量 （ radiation protection quantities）这是一类对辐射危害进行评价、 关于辐射防护技术、辐射防护标准、辐射防 护评价的物理量。
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辐射剂量学的发展历程
• 我国使用放射性药物的单位约1000 个,共有γ相机和单光子断层扫描约 120台,扫描机约600台,每年病人有 100万人左右。 • 在每年耗用的放射性药物中美国约 占世界年产量的1/3,日本占1/25,中国 占1/200。1995年，美国核技术的非 动力学应用创造的经济价值达到 3310 亿 美 元 / 年 ， 约 占 该 国 GDP 的 4.0%。
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辐射剂量学 dosimetry
辐射剂量学根据射线在介质中的能量沉积的大 小和空间分布, (1)研究空间辐射剂量和辐射场的关系, (2)研究辐射剂量和引起的效应之间的关系, (3)研究不同辐射条件下各种不同的介质所产生 的效应和观测这种效应的方法, (4)利用可靠的技术手段来测量辐射效应,进行 辐射剂量测量, (5)发展辐射剂量计算方法和评价。 (6)建立辐射剂量的量度规则和测量基准。
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辐射剂量学的发展历程
• 我国目前已经建设了40多个PET中心，有 约60台（含在建）PET和PET/CT、100多 台复合线路SPECT。从数量上讲，我国 的PET和PET/CT占全球的5%，而混合型 的 PET(SPECT/CT 、 PET/CT) 占 全 球 的 10%；从设备的先进程度上讲，已经能 够紧跟国际新设备的更新速度。
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Heavy Ion Medical Accelerator in Chiba
• 1989年破土动工，1993年正式建成，历时5年 整，迄今为世界上最大型的医用重粒子线加速 器，也是日本核医学水平的代表。日木放射线 医学综合研究所它由32ｍ长的前级注入用直线 加速器和直径42ｍ,周长130ｍ的双环同步回旋 加速器构成。该装置拥有Ａ、Ｂ、Ｃ三个治疗 照射室,可将三束重粒子流引出,分别对3名患者 进行垂直照射、水平照射和垂直-水平双向照射。
根据医学物理本科培养目标和培养方 案. 要求本科毕业生在放射治疗技术、放 射诊断技术、辐射剂量处方、辐射剂 量控制和放射治疗质量保证、核辐射 设施及核环境剂量评估、辐射防护等 方面具有专门的技能，学生在这些方 面的专门技能如何和学生掌握《辐射 剂量学》知识水平，在辐射剂量学方 面的实践是密切相关的。因此，《辐 射剂量学》这门课程对学生的业务素 质及将来的发展有重大影响。
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Heavy Ion Medical Accelerator in Chiba
• 这台同步回旋加速器可将Ｈｅ、Ｃ、Ｎｅ、Ｓｉ、Ａ ｒ等重粒子加速到高达800ＭｅV的能量,即飞行速度达 光速的84%左右,重粒子在人体内的射程为30ｃｍ左右。 从而对肥胖患者任何部位的肿瘤都可进行放疗。垂直水平双向同时照射使剂量率加倍,仅需5ｓ～1ｍｉｎ即 可完成1次照射。病灶前后侧的正常脏器照射剂量减半, 对保护正常组织更加有利。 • 1994年6月21日,HIMAC接受了第一批病人的治疗],到 1996年10月,已治疗肿瘤患者150例,其中包括头颈部肿 瘤、脑瘤、肺癌、肝癌、前列腺癌及宫颈癌,取得了良 好的疗效,肿瘤生长抑制率很高.
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辐射剂量学的发展历程
• 全世界生产的同位素总量中90%以 上用于医学。全世界现有的加速器， 约有一半是医用的。不难看出，核 技术医学应用在我们国家已有相当 的基础，并且核技术医学应用在我 们国家有很好的发展前景，在我们 国家发展医学物理有很好的前景
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辐射剂量学的发展历程
• 核医学是核技术应用最为活跃的领 域之一。到2005年我国大中城市医 院已普遍建立了核医学科800家，国 内拥有核磁共振成像仪500多台，用 于肿瘤切除的γ刀50台，全国医院配 有放射性免疫分析仪2000多台。